研究发现海洋细菌大气河流可能有助于冰云的形成

了解极地地区云的形成对于辨别太阳辐射对极地冰盖的影响至关重要。然而，现有的数值模型很难准确地复制冰云。现在，利用现实世界的观测和气候数据，研究人员发现，来自高纬度地区的温暖、富含水分的气流携带的海洋生物气溶胶有助于在南大洋高纬度地区形成冰云。

云由微小的水滴、冰粒或两者的混合组成，是地球气候系统的动态组成部分。它们在调节云顶吸收或反射的阳光量方面发挥着重要作用。根据其组成，云在不同的高度形成并对气候产生不同的影响。了解易受气候变化影响的极地地区云的形成尤为重要。它将为我们提供关键信息，以研究它们对冰盖的影响。

虽然数值模型显着提高了我们模拟云形成的能力，但它们并没有准确地解释气溶胶颗粒(云中冰晶形成的起点)如何影响冰云形成的过程。这些偏差可能会导致这些模型预测大气中冰云行为的方式出现错误。

为了提高代表云形成的数值模型的准确性，国立极地研究所的助理教授 Kazutoshi Sato 和 Jun Inoue 转向现实世界的观测以及卫星和气候数据，以揭示冰云背后的机制由于海洋排放的生物气溶胶而在南大洋形成。

“发展与海洋生物气溶胶相关的冰云形成的知识有助于提高数值模型中云相的性能，”井上博士解释说。他们的研究结果最近发表在《地球物理研究快报》杂志上。

它始于 2022 年 11 月至 2023 年 3 月期间对南极洲周围的南大洋的一次考察。在那里，研究人员观察到对流层中部在温度高于零下 10°C 的情况下形成冰云。同时，他们注意到对流层上层温度低于零下​​ 20°C 时存在液态水云。通常，冰云在较低的温度下形成，因此研究人员有兴趣了解为什么这些冰云在较低的温度下出现。

他们利用向后轨迹分析，追踪了一股来自南部非洲的温暖潮湿的空气流。然后，研究人员利用卫星数据发现，气团在穿过中纬度南大洋时遇到了叶绿素-a(一种与浮游植物相关的色素)浓度高的区域。他们还发现，在水中波浪强烈的地区，空气中二甲基硫醚(DMS)的含量较高。

为什么 DMS 的存在在这里值得注意?

DMS 是一种通常与浮游植物活动相关的含硫化合物，因其在液态水云形成中的核心作用而受到认可。它在大气中的存在也可以作为海洋细菌的指标。由于高浪条件产生的海浪，这些细菌可以释放到大气中。研究人员表示，源自南大洋中纬度的潮湿暖气流中的海洋细菌充当冰核颗粒，有助于在高于预期的温度下在高纬度地区形成冰云。南部海洋。

“使用云粒子传感器探空仪，我们在高纬度地区探测到了温度高于−10°C的冰云，靠近来自中纬度的温暖潮湿的气流。这些气流通常被称为大气河( AR)，”佐藤博士说。

“AR在高浪条件下接收来自中纬度海洋的海洋生物气溶胶。这些生物气溶胶到达冰云形成层。我们的观察表明，这些通过AR传播的海洋生物气溶胶在相对较高的温度下有助于冰云的形成。温度条件。”

气候模型在准确模拟高温条件下冰云的形成方面遇到了困难。这项实验研究的结果可以对气候条件进行更精确的数值模拟，特别是在脆弱的极地地区。

更多信息： Kazutoshi Sato 等人，与海洋冰核颗粒供应相关的冰云形成：夏末大气河附近